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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 ロボティクス学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
ロボティクス専門実験・演習A
Robotics Major Lab/Exercises A
3 E235-01 2021年度
5期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.計測工学 2.電気電子回路 3.コンピュータ工学 4.ロボット制御 専門実験・演習では、実験・演習を通して、専門科目で取り上げられる理論や手法を学び、よ り深い理解力と応用力をつけることを目標とする。さらに、実験方法や実験レポートの書き 方を学び、実験内容・実験結果・考察などをまとめ、発表する方法についても学習する。
授業の概要および学習上の助言
ロボティクス専門実験・演習Aでは,以下のテーマについて実験・演習を実施する.テーマの詳細は実験指導書にて確認する こと. 1.計測と信号処理 ポテンショメータ,圧力センサ,フォトトランジスタを用いたリニアラインセンサのセンサ出力を物理量変換し,センサ特性 を求める実験をおこなう. 2.モータ駆動回路の製作と評価 ロボットを構成する重要な要素の一つである直流モータについて,その基本的な特性の測定,駆動回路の製作,過渡応答の測 定,PWM制御の特性の測定をおこなう. 3.マイコン演習 PWM出力,パルス計測,A/D変換とD/A変換に関するマイコンプログラミングをおこない,実機により動作確認をおこなう. 4.制御工学実験 コンピュータで機械を動作・制御する方法,機構の運動による制御理論の確認に関する実験をおこなう.
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:2021年度 ロボティクス専門実験・演習[金沢工業大学] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
実験の前に必ず実験指導書を読み,どのような実験を行うのか予習をしておくこと.授業の予定や班編成等については別途指 示する.予習レポートがあるものについては,授業前に十分な調査の上,指定された日時に提出する必要があり,予習レポー トを提出しない場合には実験・演習に参加できない場合があるので注意する.なお,実験テーマが1つでも不合格の場合,ま た,特別な理由のない欠席の場合には原則として本科目を不合格とする.
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
L 安全に配慮し,作業手順を守って実験を実施できる.
L 専門科目等で学習した知識に基づいて,主体的に実験を実施することができる.
L 専門科目等で学習した知識に基づいて,実験結果を整理・考察することができる.
L 実験結果をレポートとしてまとめ,提出・説明できる.
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 0 0 0 0 0 0 100 100
指標と評価割合 総合評価割合 0 0 0 0 0 0 100 100
総合力指標 知識を取り込む力 0 0 0 0 0 0 10 10
思考・推論・創造する力 0 0 0 0 0 0 35 35
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 10 10
発表・表現・伝達する力 0 0 0 0 0 0 35 35
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 0 0 0 10 10
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験
クイズ
小テスト
レポート
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他 実験テーマ毎に,小テスト・クイズ,レポート,成果発表を複合的に評価する.
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
予習してきた内容を基に,主体的に実験を実施することができ る.得られた実験結果を考察し,理論的に説明することができ る.実験結果と考察をレポートにまとめ,わかりやすく伝える ことができる. テキストにしたがって実験を実施することができる.得られた 実験結果を考察し,説明することができる.実験結果と考察を レポートにまとめ,伝えることができる.
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1 配布する学習支援計画書を基に科目の学習目標,概要 や行動目標を理解する.特にこの科目がロボティクス 学科の教育目標のどの部分を担っているか,具体的な 達成レベルの目安を理解する. 講義と質疑 予習:実験指導書にて実験テーマ を確認する 復習:配布資料を一読し,学習目 標,概要や行動目標を確認する 30 60
2〜3 レポート作成方法および実験で使用する機器について 理解する. 講義と質疑 予習:実験指導書にて実験テーマ を確認する 復習:配布資料等を一読し,レポ ート作成方法および機器の使用方 法を確認する 30 60
4 計測と信号処理 センサ出力の計測と評価方法について 実験・演習 ポテンショメータ及び圧力セ ンサの評価実験 予習:実験指導書にて実験手順を 確認する 復習:実験データを整理し,レポ ート作成準備をする 30 60
5 計測と信号処理 センサの特性評価Ⅰ 実験・演習 リニアラインセンサの評価実 験 予習:実験指導書にて実験手順を 確認する 復習:実験データを整理し,レポ ート作成準備をする 30 60
6 計測と信号処理 センサの特性評価Ⅱ 実験・演習 最小二乗法を用いた近似曲線 による評価実験 予習:実験指導書にて実験手順を 確認する 復習:実験データを整理し,レポ ートを作成する 30 120
7 モータ駆動回路の製作と評価 直流モータの基本的な特性の測定 実験・演習 電流-トルク特性と速度-電圧 特性の測定実験 予習:指導書「第1週目 直流モ ータの基本的性質」を一読する 復習:第1週の実験結果を整理す る(グラフの作成,最小二乗法を 用いた特性値の計算など) 30 60
8 モータ駆動回路の製作と評価 直流モータの駆動回路の製作と過渡応答の測定 実験・演習 直流モータの駆動回路の製作 と過渡応答の測定実験 予習:指導書「第2週目 直流モ ータの駆動回路の製作と過渡応答 の測定」を一読する 復習:第2週の実験結果を整理す る(グラフの作成,時定数の計算 など) 30 60
9 モータ駆動回路の製作と評価 直流モータのPWM制御の特性の測定 実験・演習 直流モータのPWM制御実験 予習:指導書「第3週目 直流モ ータのPWM制御」を一読する 復習:実験データを整理し,レポ ートを作成する 30 120
10 マイコン演習 A/D変換 実験・演習 A/D変換のプログラム作成と 動作確認による演習 予習:実験指導書にて実験手順を 確認する 復習:実験データを整理する 30 60
11 マイコン演習 PWM出力とパルス計測 実験・演習 PWM出力とパルス計測のプロ グラム作成と動作確認による 演習 予習:実験指導書にて実験手順を 確認する 復習:実験データを整理する 30 60
12 マイコン演習 I2C 実験・演習 I2Cのプログラム作成と動作 確認による演習 予習:実験指導書にて実験手順を 確認する 復習:実験データを整理する 30 120
13 制御工学実験 機構の運動による制御理論の確認(1):速度制御 実験・演習 予習:一次遅れ系の過渡応答,周 波数応答について復習しておく   復習:実験データを整理し,レポ ート作成の準備をする. 90 120
14 制御工学実験 機構の運動による制御理論の確認(2):位置決め制 御 実験・演習 予習:二次遅れ系の過渡応答特性 ,制御系の安定判別について復習 しておく.   復習:実験データを整理し,レポ ート作成の準備をする. 90 120
15 制御工学実験 実験のまとめと周波数応答特性に関する演習 実験・演習 予習:実験指導書を熟読し,実験 内容を確認する.   復習:実験データを整理し,レポ ート作成の準備をする. 90 120